[发明专利]一种煤岩体应力特征指标快速智能测定方法

摘要

本发明提供一种煤岩体应力特征指标快速智能测定方法，煤岩体应力特征指标快速智能测定方法基于煤层瓦斯地质图、煤矿监控系统瓦斯浓度值，通过数学方法处理、系统开发，可解决地质异常区域应力无法测定问题，实现煤岩体应力快速智能反映。

主权项

1.一种煤岩体应力特征指标快速智能测定方法，包括以下步骤：S1：基于煤层瓦斯地质图，分析煤层地形地表变化情况、地质构造分布情况、煤层赋存分布情况、瓦斯含量分布情况，并基于煤矿监控系统，收集煤巷掘进瓦斯浓度数据，作为提取煤岩体应力特征指标的基础资料，并且应力特征指标用于煤巷掘进和瓦斯灾害防治；收集的数据包括：(1)收集矿井煤层瓦斯地质图，首先摸清矿井地形地表变化情况、煤层埋深情况，定性了解自重应力分布情况；其次摸清矿井地质构造，包括：断层，褶曲分布情况，定性了解构造应力分布情况；再者摸清煤层瓦斯含量或抽采后瓦斯含量分布情况，了解煤层瓦斯含量对煤巷掘进瓦斯浓度值大小影响；摸清煤层赋存分布情况，定性了解煤层厚度变化对应力影响；最后摸清煤体破坏类型及强度情况，了解煤体破坏类型及强度对煤巷掘进瓦斯浓度值大小影响；(2)收集煤巷掘进监控系统瓦斯浓度数据，瓦斯浓度大小受煤层赋存分布、煤体结构、瓦斯含量及应力大小影响，提取其中受应力大小影响特征定量反映煤体应力变化；(3)了解煤层整体应力分布、瓦斯含量分布、煤层赋存分布情况及煤体破坏类型及强度资料为煤巷瓦斯浓度提取煤岩体应力提供参考；S2：选取多条掘进煤巷，获取煤巷掘进瓦斯浓度数据及供风量数据，并分析其与多个影响因素关联；分别计算多条煤巷一段时间内的移动平均瓦斯浓度，分析多条煤巷移动平均瓦斯浓度数据与风量、瓦斯含量、所处区域应力情况、煤层赋存分布及煤体破坏类型、强度关联性，确定主要影响因素，为后续获取的定量应力特征指标σT提供参考；S3：依据煤体瓦斯吸附解吸规律、矿压显现规律可知，煤巷掘进瓦斯浓度信息中，煤岩体应力特征指标影响可通过一段时间内的瓦斯浓度波动幅度判断；煤巷掘进采动后，应力重新调整，应力越大调整越剧烈，造成瓦斯涌出波动幅度也越剧烈，为用瓦斯浓度波动幅度表现应力大小提供了可能，地质异常区域包括：煤层赋存变化剧烈、地质构造附近、顶底板变化区域，瓦斯波动幅度越大；S4：定义煤岩体应力特征指标σT＝采用某个时间段内采动后瓦斯浓度波动值的几何平均值÷瓦斯浓度移动平均值，比值计算消除瓦斯含量差异影响，反映煤层赋存变化剧烈、地质构造附近、顶底板变化区域造成的应力差异影响；煤岩体应力特征指标σ_T，时间段为6小时或8小时工作时间段内采动后瓦斯浓度波动范围时间，瓦斯浓度移动平均值取30天内的移动平均值，i为6小时或8小时工作时间段内采动后瓦斯浓度波动范围时间；S5：应力特征指标σT显著增大或减小区域为重点关注区域，并通过与煤层赋存分布、地质构造分布影响因素进行相互验证；对煤巷掘进支护而言，重点加强支护参数设计，对瓦斯灾害而言，加强防治措施；S6：依据应力特征指标定义，开发煤矿监控系统瓦斯浓度数据采集及应力特征指标计算系统，进行指标快速、智能测定，并与传统应力测定互补应用，建立矿井煤岩体地应力及应力特征指标等值线图。